第四课时波的特有现象优秀课件.ppt

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1、第四课时波的特有现象第四课时波的特有现象第1页，本讲稿共38页第一关第一关:基础关基础关 展望高考展望高考基础知识基础知识第2页，本讲稿共38页一一 波的叠加和波的干涉波的叠加和波的干涉知识讲解知识讲解(1)波的叠加波的叠加概念概念:几列波相遇时能够保持各自的运动状态继续传播几列波相遇时能够保持各自的运动状态继续传播,在它们重叠的在它们重叠的区域里区域里,介质的质点同时参与这几列波引起的振动介质的质点同时参与这几列波引起的振动,质点的位移等于质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和这几列波单独传播时引起的位移的矢量和.说明说明:波的叠加只发生在波相遇的时候波的叠加只发生在波相遇的时候

2、,而在波相遇之后而在波相遇之后,波各自波各自保持原有的运动状态保持原有的运动状态.第3页，本讲稿共38页(2)波的干涉波的干涉定义定义:频率相同的两列波叠加频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强使某些区域的振动加强,某些区域的某些区域的振动减弱振动减弱.这种现象叫做波的干涉这种现象叫做波的干涉.产生干涉的必要条件产生干涉的必要条件:两列波的频率必须相同两列波的频率必须相同.说明说明:a.对振动加强点和振动减弱点的理解对振动加强点和振动减弱点的理解:不能认为加强点的位不能认为加强点的位移始终最大移始终最大,减弱点的位移始终最小减弱点的位移始终最小,而是振幅增大的点为加强点而是振幅增大的点为加

3、强点,其其实加强点也在做振动实加强点也在做振动,位移也有为零的时刻位移也有为零的时刻,振幅减小的点为减振幅减小的点为减弱点弱点.第4页，本讲稿共38页b.一切波都能发生干涉一切波都能发生干涉,跟衍射一样跟衍射一样,干涉也是波特有的现象干涉也是波特有的现象.第5页，本讲稿共38页活学活用活学活用1.如图所示如图所示,为两列波在空间相遇叠加为两列波在空间相遇叠加,其中实线代表的甲波向右传播其中实线代表的甲波向右传播,虚线代表的乙波向左传播虚线代表的乙波向左传播,则则()第6页，本讲稿共38页A.A、B点是振动加强点点是振动加强点B.A、D点是振动加强点点是振动加强点C.B、E点是振动减弱点点是振动

4、减弱点D.D、F点是振动减弱点点是振动减弱点解析解析:A、F点在甲波向下振动点在甲波向下振动,在乙波向下振动在乙波向下振动,故故A、F点是振动加点是振动加强点强点;同理可以判断出同理可以判断出D点在甲、乙两波上都是向上振动点在甲、乙两波上都是向上振动,是振动是振动加强点加强点;B、E两点是两波的波峰和波谷相遇两点是两波的波峰和波谷相遇,故是振动减弱点故是振动减弱点,故选故选B、C.答案答案:BC第7页，本讲稿共38页二二 波的衍射波的衍射知识讲解知识讲解(1)定义定义:波可以绕过障碍物继续传播波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫做波的衍射这种现象叫做波的衍射.(2)发生明显衍射现象的条件发生明

5、显衍射现象的条件:只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多跟波长相差不多,或者比波长更小时或者比波长更小时,才能观察到明显的衍射现才能观察到明显的衍射现象象.(3)说明说明:一切波都能发生衍射一切波都能发生衍射.衍射是波的特有现象衍射是波的特有现象.第8页，本讲稿共38页活学活用活学活用2.如图所示如图所示,S是振源是振源,MN是带孔挡板是带孔挡板,其中其中M固定固定,N可以上下移动可以上下移动,为为了使原来不振动的了使原来不振动的A点振动起来点振动起来,可采用可采用()第9页，本讲稿共38页A.增大增大S的频率的频率B.减小减小S的频率的频率C.N上移上移D

6、.N下移下移解析解析:要使要使A振动起来振动起来,必须发生衍射必须发生衍射,原来没使原来没使A振动振动,说明孔尺寸较说明孔尺寸较大大,故减小孔的尺寸或使波长增大均可故减小孔的尺寸或使波长增大均可.由于波速由于波速v一定一定,要使波要使波长增大长增大,由由v=f知减小频率即可知减小频率即可,故故B、C正确正确.答案答案:BC第10页，本讲稿共38页三三 多普勒效应多普勒效应知识讲解知识讲解(1)定义定义:由于波源和观察者之间有相对运动由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感觉到频率发使观察者感觉到频率发生变化的现象生变化的现象,叫做多普勒效应叫做多普勒效应.(2)规律规律:当波源与观察者相互接

7、近时当波源与观察者相互接近时,观察者接收到的频率变大观察者接收到的频率变大;当当波源与观察者相互远离时波源与观察者相互远离时,观察者接收到的频率变小观察者接收到的频率变小.(3)说明说明:发生多普勒效应时发生多普勒效应时,波源本身的频率并没有变化波源本身的频率并没有变化,只是观只是观察者接收到的频率发生了变化察者接收到的频率发生了变化.第11页，本讲稿共38页多普勒效应是波特有的现象多普勒效应是波特有的现象.第12页，本讲稿共38页活学活用活学活用3.一列连续鸣笛的火车从铁道上高速通过一列连续鸣笛的火车从铁道上高速通过,则在铁道边上的人听到则在铁道边上的人听到的笛声应为的笛声应为()A.某一不

8、变频率的笛声某一不变频率的笛声B.车头经过前笛声频率变高车头经过前笛声频率变高,车头经过后笛声频率变低车头经过后笛声频率变低C.车头经过前笛声频率变低车头经过前笛声频率变低,车头经过后笛声频率变高车头经过后笛声频率变高D.频率时高时低周期性变化的笛声频率时高时低周期性变化的笛声第13页，本讲稿共38页解析解析:本题考查多普勒效应本题考查多普勒效应,波源与接收者之间相对靠近时波源与接收者之间相对靠近时,接收的接收的频率比波源的频率高频率比波源的频率高,相对远离时相对远离时,接收的频率比波源的频率低接收的频率比波源的频率低,B对对.答案答案:B第14页，本讲稿共38页第二关第二关:技法关技法关 解

9、读高考解读高考解题技法解题技法第15页，本讲稿共38页一一 波的干涉、衍射问题波的干涉、衍射问题技法讲解技法讲解1.在稳定的干涉现象中在稳定的干涉现象中,振动加强区域和振动减弱区域的空间位置是固振动加强区域和振动减弱区域的空间位置是固定不变的定不变的,振动加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和振动加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和,振动减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差振动减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差.2.振动加强的条件是两波源到该区域中心的距离之差等于波长振动加强的条件是两波源到该区域中心的距离之差等于波长的整数倍的整数倍;减弱的条件是两波源到该区域中心的距

10、离之差等于减弱的条件是两波源到该区域中心的距离之差等于半波长的奇数倍半波长的奇数倍.第16页，本讲稿共38页3.加强区永远是加强区加强区永远是加强区,减弱区永远是减弱区减弱区永远是减弱区,加强区域内各点的振加强区域内各点的振动位移不一定都比减弱区内各点的振动位移大动位移不一定都比减弱区内各点的振动位移大.但加强区的振但加强区的振幅一定比减弱区的振幅大幅一定比减弱区的振幅大,因为振动的强弱是靠振幅来衡量的因为振动的强弱是靠振幅来衡量的.4.任何波相遇都能叠加任何波相遇都能叠加,干涉是叠加的特例干涉是叠加的特例,只有当频率相同的两列波相只有当频率相同的两列波相遇时才能发生干涉遇时才能发生干涉,故故

11、“两列波的频率相同两列波的频率相同”是干涉能否发生的条是干涉能否发生的条件件,不是波的叠加的条件不是波的叠加的条件.5.衍射在任何条件下都发生衍射在任何条件下都发生,故故“障碍物或孔的尺寸比波长小或与波障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多长相差不多”是衍射是否明显发生的条件是衍射是否明显发生的条件,不是衍射能否发生的不是衍射能否发生的条件条件.第17页，本讲稿共38页典例剖析典例剖析【例例1】如图所示如图所示,实线表示两个相干波源实线表示两个相干波源S1 S2发生的波的波峰位发生的波的波峰位置置,则图中的则图中的_点为振动加强的位置点为振动加强的位置,则图中的则图中的_点点为振动减弱的位置

12、为振动减弱的位置.第18页，本讲稿共38页 解析解析 波峰和波峰相遇的点是振动加强的点波峰和波峰相遇的点是振动加强的点,它们连成的线为振它们连成的线为振动加强区动加强区,b点在振动加强点的连线上点在振动加强点的连线上,故故b点为加强点点为加强点.a点位于点位于S2的波峰和的波峰和S1的波谷上的波谷上,故故a点为减弱点点为减弱点.答案答案 b a第19页，本讲稿共38页【例例2】如图所示是观察水波衍射的实验装置如图所示是观察水波衍射的实验装置,AC和和BD是两块是两块挡板挡板,AB是一个小孔是一个小孔,图中已画出波源所在区域的情况图中已画出波源所在区域的情况,则对于波则对于波经过孔之后的传播情况

13、经过孔之后的传播情况,下列说法正确的是下列说法正确的是()第20页，本讲稿共38页A.能明显观察到波的衍射现象能明显观察到波的衍射现象B.若将若将AB孔扩大孔扩大,可能观察不到明显的衍射现象可能观察不到明显的衍射现象C.挡板前后波纹间距相等挡板前后波纹间距相等D.AB孔不变孔不变,使波源频率变大使波源频率变大,能更明显地观察到衍射现象能更明显地观察到衍射现象解析解析 根据明显衍射的条件可知根据明显衍射的条件可知A B C对对.答案答案 ABC第21页，本讲稿共38页二二 波的多普勒效应波的多普勒效应技法讲解技法讲解多普勒效应的发生多普勒效应的发生,需要波源与观察者之间有相对运动需要波源与观察者

14、之间有相对运动,从而涉及到从而涉及到了两个频率了两个频率:一是波源发出的频率一是波源发出的频率,二是观察者接收到的频率二是观察者接收到的频率.波源波源频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数,波源一旦确定波源一旦确定,波源的频率也就确定了波源的频率也就确定了,因而波源频率是个客观量因而波源频率是个客观量,不要错误地认为不要错误地认为,发生多普勒效应时波源的频率发生了变化发生多普勒效应时波源的频率发生了变化.观察者接收到的频率观察者接收到的频率,等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数,它具有一定的主它具有一定的

15、主观性观性,与波源和观察者之间有相对运动有关与波源和观察者之间有相对运动有关.第22页，本讲稿共38页当波以速度当波以速度v通过接收者时通过接收者时,时间时间t内通过的完全波的个数为内通过的完全波的个数为 因而单位时间内通过接收者的完全波的个数因而单位时间内通过接收者的完全波的个数,即接即接收频率收频率若波源不动若波源不动,观察者朝向波源以速度观察者朝向波源以速度v2运动运动,由于相对速度增由于相对速度增大而使得单位时间内通过观察者的完全波的个数增多大而使得单位时间内通过观察者的完全波的个数增多,即即f=可见接收频率增大了可见接收频率增大了.同同理可知理可知,当观察者背离波源运动时当观察者背离

16、波源运动时,接收频率将减小接收频率将减小.第23页，本讲稿共38页若观察者不动若观察者不动,波源朝向观察者以速度波源朝向观察者以速度v1运动运动,由于波长变短由于波长变短为为=-v1T,而使得单位时间内通过观察者的完全波的个数增而使得单位时间内通过观察者的完全波的个数增多多,即即f=f,可见接收频率亦增大可见接收频率亦增大.同理可知同理可知,当波源背离观察者运动时当波源背离观察者运动时,接收频率将减小接收频率将减小.可见可见,发生多普勒效应时发生多普勒效应时,波源的真实频率不发生任何变化波源的真实频率不发生任何变化,只只是观察者接收到的频率发生了变化是观察者接收到的频率发生了变化.第24页，本

17、讲稿共38页典例剖析典例剖析【例例3】如图所示如图所示,为一个机械波的波源为一个机械波的波源O做匀速运动的某一时刻的波做匀速运动的某一时刻的波面分布情况面分布情况,图中的圆表示波峰图中的圆表示波峰.第25页，本讲稿共38页(1)图所表示的是图所表示的是()A.干涉现象干涉现象 B.衍射现象衍射现象C.多普勒效应多普勒效应 D.折射现象折射现象答案答案 C(2)波源正在移向波源正在移向()A.A点点 B.B点点C.C点点 D.D点点答案答案 A第26页，本讲稿共38页(3)观察到的频率的最低点是观察到的频率的最低点是()A.A点点 B.B点点C.C点点 D.D点点答案答案 B第27页，本讲稿共3

18、8页解析解析 (1)由于是一个机械波的波源产生的机械波在同一种介质中传播由于是一个机械波的波源产生的机械波在同一种介质中传播,故不会是干涉现象故不会是干涉现象,A错错;又没有障碍物和小孔又没有障碍物和小孔,故也不会是衍射故也不会是衍射现象现象,一般情况下一般情况下,不加特殊说明不加特殊说明,介质为均匀的同种介质介质为均匀的同种介质,不发生折不发生折射现象射现象,B、D也是错的也是错的,故正确答案为故正确答案为C.(2)根据图所示的波面的分布情况根据图所示的波面的分布情况,左侧波面密集左侧波面密集,右侧波面稀疏右侧波面稀疏,因而因而波源波源O正在移向正在移向A点点,故故A正确正确.第28页，本讲

19、稿共38页(3)根据图所示的波面的分布根据图所示的波面的分布,波面密集的区域波长小波面密集的区域波长小,频率大频率大,波面稀疏波面稀疏的区域波长大的区域波长大,频率小频率小,观察者在观察者在B点所接收到的频率最低点所接收到的频率最低,故故B正确正确.第29页，本讲稿共38页第三关第三关:训练关训练关 笑对高考笑对高考随堂随堂训练训练第30页，本讲稿共38页1.两列频率相同的声波两列频率相同的声波,在空气中相遇发生干涉时在空气中相遇发生干涉时,()A.振动加强的质点的位移总是最大振动加强的质点的位移总是最大,不随时间而变化不随时间而变化B.在某一时刻在某一时刻,振动加强的质点的位移可能小于振动减

20、弱的质点的位振动加强的质点的位移可能小于振动减弱的质点的位移移C.振动加强的质点的位移随时间不断变化振动加强的质点的位移随时间不断变化D.振动减弱质点的振幅一定小于振动加强质点的振幅振动减弱质点的振幅一定小于振动加强质点的振幅第31页，本讲稿共38页解析解析:两列波相遇发生干涉时两列波相遇发生干涉时,振动加强点的振幅最大振动加强点的振幅最大,振动减弱点的振动减弱点的振幅最小振幅最小,但振动加强点和振动减弱点的位移都随时间不断变但振动加强点和振动减弱点的位移都随时间不断变化化.答案答案:BCD第32页，本讲稿共38页2.空气中两列波长相同的声波发生干涉现象空气中两列波长相同的声波发生干涉现象,若

21、在某一时刻若在某一时刻,P点处恰是两点处恰是两列波的波峰相遇列波的波峰相遇,Q点处是两列波的波谷相遇点处是两列波的波谷相遇,则则()A.P点的振幅最大点的振幅最大,Q点的振幅最小点的振幅最小B.P Q两点的振幅均是原两列波振幅和两点的振幅均是原两列波振幅和C.P Q两点的振动频率相同两点的振动频率相同D.P Q两点始终处于最大位移和最小位移处两点始终处于最大位移和最小位移处第33页，本讲稿共38页解析解析:对于干涉现象对于干涉现象,还应注意不论是振动加强区还是振动减弱区还应注意不论是振动加强区还是振动减弱区,各质点各质点都做简谐运动都做简谐运动,位移是周期性变化的位移是周期性变化的,而不是恒定

22、不变的而不是恒定不变的.减弱区的减弱区的质点振幅比加强区质点振幅小质点振幅比加强区质点振幅小,加强区质点位移最大值比减弱区加强区质点位移最大值比减弱区的位移最大值大的位移最大值大,但也有位移为零的时刻但也有位移为零的时刻,加强区或减弱区位置是加强区或减弱区位置是确定的即加强点始终加强确定的即加强点始终加强,减弱点始终减弱减弱点始终减弱.答案答案:BC第34页，本讲稿共38页3.如图所示两个频率与振动情况如图所示两个频率与振动情况 振幅均相同的波的干涉图样中振幅均相同的波的干涉图样中,实实线表示波峰线表示波峰,虚线表示波谷虚线表示波谷,对叠加的结果正确的描述是对叠加的结果正确的描述是()第35页

23、，本讲稿共38页A.在在A点出现波峰后点出现波峰后,经过半个周期该点还是波峰经过半个周期该点还是波峰B.B点在干涉过程中振幅始终为零点在干涉过程中振幅始终为零C.两波在两波在B点的路程差是波长的整数倍点的路程差是波长的整数倍D.当当C点为波谷时点为波谷时,经过一个周期此点出现波峰经过一个周期此点出现波峰答案答案:B第36页，本讲稿共38页4.高频超声波具有很好的方向性高频超声波具有很好的方向性(即集中在一定的方向上传播即集中在一定的方向上传播),坚硬坚硬物物(如石块如石块)容易吸收超声波的能量容易吸收超声波的能量,松软的物质则能让其透过松软的物质则能让其透过,目目前医学上治疗肾结石前医学上治疗

24、肾结石,可以不必做外科手术可以不必做外科手术,只需用超声波碎石的只需用超声波碎石的方法方法,无损伤地将石块击碎而自然地从人体内排出无损伤地将石块击碎而自然地从人体内排出.下列关于超声下列关于超声波的说法中波的说法中,正确的是正确的是()第37页，本讲稿共38页A.高频超声波具有很好的方向性高频超声波具有很好的方向性,所以高频超声波不能发生衍射所以高频超声波不能发生衍射B.某些坚硬材料能很好地反射高频超声波某些坚硬材料能很好地反射高频超声波,所以高频超声波不能发生所以高频超声波不能发生衍射衍射C.高频超声波能透过松软的物质高频超声波能透过松软的物质,在这透过过程中高频超声波的能量在这透过过程中高频超声波的能量没有损耗没有损耗D.高频超声波是一种机械波高频超声波是一种机械波,它具有机械波的干涉它具有机械波的干涉 衍射衍射 折射等性质折射等性质答案答案:D第38页，本讲稿共38页